探究物联网的城市路灯智慧照明控制系统分析

探究物联网的城市路灯智慧照明控制系统分析

何政宇

无锡照明股份有限公司

摘要：路灯照明是影响人民群众生产生活的一项重要基础设施，也是一个城市经济发展水平的体现。在城市灯光管理工作中，工作人员的首要任务就是对路灯设备进行维修，并对出现问题的路灯进行更换。然而，目前我国路灯数目繁多，采用人工控制的方法，已经不能对出现的问题进行快速解决。所以，必须要以物联网为基础，对城市路灯的智能照明管理体系进行改进，以保证城市路灯的可靠运转。

关键词：物联网 城市路灯智慧照明 控制系统

引文：随着社会科技水平的飞速提高，产生了许多新的科学技术，并且大规模地应用于各行各业，已经取得令人欣喜的成果。在构建城市智慧照明系统的过程中，通过实际应用物联网技术，能够有效改善城市照明系统的低效状况，以此来提升我国城市照明管理工作的总体水平，更好发挥节约能源的作用。

一、概述智慧城市照明和物联网技术

（一）智慧城市照明

在我国当代城市化持续发展的进程当中，城市发展的持续扩张，能为社会的发展提供高质量的服务，这就是智慧城市的概念。“智慧城市”是指通过运用多种科技手段、科学仪器，使城市的各项工作得以顺利完成，从而促进城市的良性发展，作为智慧城市建设的一个重要组成部分，它直接影响着人民的生活品质。然而，以往的城市照明控制工作并不健全，这些问题都要得到更多的处理，将管理工作执行到位，提升维护工作效果，运用智慧照明体系，使管理工作的成效得到最大程度的发挥，从而推动城市的长远发展[1]。

（二）物联网技术

物联网作为一项新兴的技术，能够有效推动城市的发展，物联网的核心是将物与事相连接，建立一种网络构造，将计算机、通讯、网络管控等相结合，构成一种前现代化的技术网络，通过智能体系将其与之相连，体现出物联网的兼容特征，将多种技术相结合，能够实现对数据的有效采集与传递，同时具备大量的接收终端。物联网在我国有着广阔的发展前景，充分发挥其与物联网兼容特性，能够降低工作费用支出，大幅度提高资源运用效率和效益，促进全新兴起行业的发展，持续提高生产率，从而使我国整体国力得到切实增强。

二、分析城市路灯智慧照明控制系统

（一）系统基础设施模块

基础设施模块采用物联网技术搭建一套由能量供给、灯光控制、通讯等组成的城市路灯智能照明控制体系，采用单一光源调节光照方式，通过感应器控制光照强度及切换时间。该传感仪器能够收集周围环境的信息，对阀门的极限进行合理设定，同时还可以通过物联网对路灯的灯光进行自动控制，从而对路灯的开关进行科学调整。对于常规的道路照明体系，只能实现开、关的功效，而不能调节光的功率，利用基于智能的城市路灯灯光控制体系，能够对以往陈旧的照明体系进行健全，比如，在清晨的黎明时分，可以减少路灯照明功率，因此，必须使用城市路灯智能照明控制体系，按照设计的程序，对路灯照度进行调整，采用一种单一的灯光控制对策，可以对所有的路灯进行集中控制，同时还能够对某一盏路灯的亮度进行调整，从而达到绿色环保、节能减排的目的[2]。

（二）可实现的功能

城市路灯智能照明控制体系有着明显的优势，它能保证路灯的照明成效，首先，在照明时，能够按照设置好的程序对照明强度进行适当控制，既能保证照明质量，又能有效对资源进行有效运用，不会造成电能资源的耗费。其次，采用单灯管控方式，能够将城市照明设施管理工作纳入到每一盏灯中，管理者能够对其异常问题进行监控和控制，对其进行更新，使其能够更好使用资源，并能方便后续的维修工作。除此之外，将智能监测体系融入到智慧照明系统当中，能够通过三遥控制技术，对照明设施进行有效监管和控制，同时还能够对各种数据信息进行采集和整理，为城市路灯的智能化控制提有效信息依据。最后，通过对路灯的多种附加服务功效运用，实现对整个体系的多维度扩展，所以，设计者要对设计理念进行持续更新和改良。

三、设计城市路灯智慧照明控制系统方案

（一）系统功效需求

要实现对路灯的自动化管控，必须对路灯的硬件平台进行严格管控，然后才能实现对相关软件处置，最后才能达到对路灯的调光。城市路灯智能灯光控制体系，首先要进行信息资料的收集，才能按照信息资料的要求，对路灯环境进行全方位收集，比如，要获取的光强、电压等方面数据，城市路灯智能照明控制体系进行信息资料传送时，必须将信息资料传送到后台控制体系当中，其中以 ZigBee和 GPRS为核心， ZigBee负责对路灯节点与中央管控设备进行信息的传送， GPRS负责将中央控制设备与云服务之间的无线远程相连，而云服务器则通过 TCP/IP协议将信息进行传输，在完成对周围环境的信息收集后，就可以通过对路灯的亮度分级，从而对路灯的亮度程度进行预测。通过表格、曲线等方式，将路灯环境信息呈现在智能路灯后台控制体系当中，建立一个信息资料库，方便以后查询。在此基础上，技术人员应对各路灯节点实施自主管控，并通过相应算法实现对各路灯的亮度调整。当路灯出现异常时，通过报警窗、铃声提示工作人员进行应急处置。在百度地图上，可以对每一盏路灯进行准确定位，从而能够快速确定出故障路灯的具体地点，从而大大提高维修工作的成效。通过该信息资料库，工程师可对各路灯的运行状况、异常情况等进行查询，便于维修人员查阅。在后台控制体系的帮助下，技术人员可以通过按键调节灯光的亮度。另外，通过手机 相关软件，还可以对路灯的具体状况进行判断，并对其亮度进行调整

[3]。

（二）城市路灯智慧照明控制体系总体结构

该系统由路灯节点控制器、中央控制器等部分组成。中央控制中心与云端服务端的通讯，必须使用 GPRS技术，该系统的通讯协议是 TCP/IP，在每个路灯灯杆中都装有一个节点控制设备，它负责对与路灯相关的各种数据进行制约，并将收集到的数据传送给中央控制器，通过中央控制器，能够对各个路灯节点控制设备进行有效的管理。与此同时，通过GPRS将接收到的数据传送到云服务器，云服务器将数据传送给后台控制体系和移动终端软件，后台控制体系对所传输的信息进行研究与处置完成后，能够将信息处理的结果显示在控制体系平台上。若是产生异常数据问题，那么体系就能够智能发出警示，并且手机相关软件也能够告知控制人员，使控制人员可以第一时间应对和解决异常状况。

（三）城市路灯智慧照明控制系统的硬件配置

一方面，对于路灯节点控制设备来说，其作用是对周围的环境信息，如路灯温湿度、照明程度等进行收集，与此同时，通过 ZigBee网络将收集到的环境信息上传到中央控制器，然后由路灯节点控制设备来进行 ZigBee组网的信息传输。另一方面，中央控制器在城市路灯智能照明管理体系中扮演着非常关键的角色，它可以将路灯节点信息上传到云后台控制体系当中，并将体系调光命令下达给路灯终端，中央控制中心由协调设备中心板等几个部件组成，通过网络接收到体系的工作命令，从而达到对节点的控制，同时能够对节点控制室设备和后台控制体系进行预处理。

（四）体系无线通信网络技术

ZigBee在组网中采用了网状和树状等拓扑构造，其中每一个 ZigBee节点上都有一个调节设备，利用多条路由与终端组成的网络，达到对远程信息的传送，可以把一盏路灯节点当作路由设备，而周边的街灯则充当它的终端，这样就可以完成组网作业，最后将多盏路灯组成的网络连接起来[4]。

结束语：总之，基于物联网技术下，城市路灯智能照明管理体系的具体应用，不仅可以方便居民的日常生活和工作，而且还能够有效达到节省能源、绿色环保的目的，整套体系既能确保有效的照明质量，又能进行远程监测与定位控制，推动城市基础设施构建向更完善、更优良的趋势发展。与此同时，智能照明体系的开发顺应社会发展形式和标准，城市概念会随着社会的发展而持续贯穿到人类生活的每一个地方，所以，怎样才能跟上时代的步伐，创造出一个更加有特色的先进性城市，这是一个值得政府和建设企业深思的问题。

参考文献：

[1]马焰琳,赵崇幸,聂浩东等.基于“灯联网”智慧路灯管理系统的路灯漏电伤人解决方案[J].现代信息科技,2022,6(23):165-169.

[2]袁洪涛,吴茜,黄渤伦.通信技术更迭背景下城市路灯照明智能控制系统分析[J].光源与照明,2022(S1):100-103.

[3]臧锋,王金勇,朱亚著等.智慧城市背景下城市路灯专网的构建与应用探究[J].照明工程学报,2022,33(01):90-94.

[4]杨亚豪,马理想,王小妮等.基于物联网技术的城市路灯智能控制系统设计[J].黄河科技学院学报,2022,24(02):36-43.